Linux内核驱动开发-USB热插拔信息调取

前言：

前段时间上科大嵌入式安卓开发溜了个作业，开发一个驱动，可以实现读取USB热插拔信息，程序调用显示USB设备名称和插拔时间。代码已经放在了我的Github上，供大家参考。

思路：

USB热插拔的读取插拔信息项目应该是USB驱动层的很简单的一个应用。起初我想自己在网上寻找USB插拔信息如何调取，几乎没有什么案例。最终引导我的就是Linux内核网站中USB hotplugging的说明。简单看文档，这似乎就是我想用的东西，USB设备插入后进行识别，虽然要通过usb_device_id进行校验ID，但是只要我把ID范围设的很宽，任意USB设备都可以通过呢？尽管这是一种不完美的方法，但是总比没有路要好。又参考了USB Drive in Linux章节所给的案例，这似乎是难以实现的。usb_driver结构体似乎是针对某种USB设备进行驱动开发所用到的。被迫放弃了这条路。

再考虑老师给的参考函数，注意到notifier_block结构体（内核通知链）似乎就是重点。初始化此结构体，设定.notifier_call函数地址，在函数中，用usb_device结构体指向dev地址。那么对于USB设备的变动通知就可以获取，这里除了老师给的，也参考了Notifier Function。到这里解决了信息如何获取的问题。

依照作业要求，需要添加循环队列缓冲（ring buffer），环形队列实现很简单。图方便，我直接移植了suspend_monitor的部分表述方法。没有直接在suspend_monitor代码的基础上修改，是因为我发现，对于我的这个APP功能要求有很多冗余的地方，不考虑后期工程添加和革新，我需要的功能就只是环形队列和/proc文件交互应用。另外，不管是什么USB设备插拔，都只要放在一个队列中即可，通过一个简单的标志位来判断是插入还是拔出。

通过字符设备驱动方法，让用户和驱动程序交互。这里主要参考了suspend_monitor，使用proc_create的方法，创建/proc/usb_monitor文件。考虑程序简易性，工程中只有读方法(.read)，舍去了写方法(.write)。读函数中也参考了suspend_monitor中许多保护和进程阻塞优化的部分。到此，最终实现也只要在用户程序中读取/proc/usb_monitor即可。

总的来说，理清思路后，工程很简单。

工程测试：

实际工程测试，遇到很多有意思的问题。实际环境变化莫测，坑有很多，这也是需要完善的地方。

测试设备有以下（以下顺序和图片从左到右一致）：

ST-Link，SanDisk U盘，Arduino UNO(板载USB转Serial芯片)，有线鼠标

前期测试遇到的问题：

读取USB设备名称可以直接访问usb_device下的product参数。product的类型是char*，如果没有设备名称那么，product就会是一个NULL指针。这是不允许在我的字符串读取操作之中的。由于之前没有经验，没有考虑到这个问题，在几次测试中，直接导致我的驱动出错，系统死机。这样的USB设备我直接命名为NULL。

这个设备就是Arduino UNO(板载USB转Serial芯片)，一个很简单的单片机开发板。其他的USB测试设备没啥问题。

实验结果呈现（这里为了缩短篇幅，就放一个结果吧）：

插拔ST-Link

dmesg调试信息显示（### 开头）

用户端读取，USB名称为STM32 STLink

工程代码：

Github

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